CC BY
65
Установлено четыре типа внутри-профильного распределения химических элементов, обусловлен-ны1 х проявлением основных барьеров (табл. 4).
Выводы: 1. В почвенном покрове горно-лесного пояса Алтая создаются предпосылки к активной миграции и выносу элементов: периодически промывной тип водного режима, оподзоливание, слабокислая реакция почвенного раствора. С другой стороны, формируются биогенный, сорбционный и кислотно-щелочной геохимические барьеры, препятствующие миграции химических элементов за пределы почвенного профиля.
2. Содержание микроэлементов в гумусовых горизонтах лесных почв Алтая находится на уровне их кларков в Земной коре или кларков в почвах мира. Удельная активность естественных радионуклидов не превышает среднего уровня удельной активности почв мира. Средняя плотность загрязнения радиоцезием большинства исследованных почв в два раза превышает показатели фоновой плотности загрязнения для региона.
3. В основных типах почв горно-лесного пояса Горного Алтая установлено четыре типа внутрипрофильного распределения химических элементов: аккумулятив-
Библиографический список
Таблица 4
Типы внутрипрофильного распределения микроэлементов и радионуклидов в горно-лесных почвах
Тип распределения Тип почвы
Дерново- подзолистые Серые Бурые Черноземо- видные
Аккумулятивный Мп, гг, 238и, 137Св M , C (Л M , C Сf> Mn, Zn, Nb, Cu, 23BU, 137Cs
Аккумулятивно- иллювиальный — — «к, 23BU, 232Th, Zn Zr, Ni, Sn, Mo
Элювиально- иллювиальный гп, Си, ып, рь, Со, Эп, 232ТЬ|, 40К Zr, Zn, Pb, Cu, Ni, Sn, 40K Zr, Pb, Cu, Sn 40K
Равномерный Мо, ЫЬ Co, Nb, Mo, 23BU 232Th Ni, Nb, Co, Mo Pb, Co, 232Th
Преобладающие барьеры Сорбционный Биогеохими- ческий, сорбционный Сорбционный Биогеохими- ческий, щелочной
ный, aккyмyлятивнo-иллювиaльный, элювиaльнo-ил-лювиальный и paвнoмеpный. Koличеcтвo элементов вoв-лекаемь^ в пpoцеccы вocxoдящей ми^ации и не^то-poй aккyмyляции в гумутовь^ rop^ornax вoзpacтaет oт гopнo-леcныx cеpыx и деpнoвo-пoдзoлиcтыx точв к бу-pым и чеpнoземoвидным. Koличеcтвo элементoв, внут-pипpoфильнoе pacпpеделение кoтopыx в бoльшей степени cвязaнo c ниcxoдящей мигpaцией веществ, yвеличивaетcя в oбpaтнoм нaпpaвлении: oт чеpнoземo-видныx и бypыx к œpbm и деpнoвo-пoдзoлиcтым пoчвaм.
1 .Алексеенко, В. А. Экологическая геохимия.— М.: Логос, 2000.— 627с.
2.Баева, А. И. Содержание урана и тория в почвах и растениях горной части Ленкоранской области / А. И. Баева, А. Б. Ахундова
// Изв. АН АзССР, сер. биол. наук, 1981, №1 — С. 56-59.
3.Добровольский, В. В. Внутрипочвенное карбонатообразование, высокодисперсное вещество почв и геохимия тяжелых металлов // Почвоведение, №12, 2001. — С. 1434-1443.
4.Добровольский, В. В. Миграционные формы и миграция масс тяжелых металлов в биосфере // Геохимия природных и техногенно измененных биогеосистем. — М: Научный мир, 2006. — 280 с.
5.Евсеева, Л. С. Восстановление урана природными органическими веществами // Химия урана— М.: Наука, 1981. — С. 52-57.
6.Иванов, В. В. Экологическая геохимия элементов: справочник: кн. 6: редкие ^элементы— М., 1997.— 607 с.
7.Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата-Пендиас, Х.. Пендиас.— М.: Мир, 1989. — 439 с.
8.Мальгин, М. А. Биогеохимия микроэлементов в Горном Алтае— Новосибирск: Наука, 1978.— 271 с.
9.Погосян, Е. А. Содержание урана в некоторых почвах Армении / Е. А. Погосян, В. Л. Ананян // Почвоведение. — 1984, №10. — С. 125-126.
10.Почвоведение / Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. Ч. 1. Почва и почвообразование. — М., 1988. — 400 с.
11.Силантьев, А. Н. Изменение параметров миграции цезия -137 в почве / А. Н. Силантьев, И. Г. Шкуратова // Атомная энергия. — 1988.— Т. 65, Вып. 2. — С. 137-141.
12.Силантьев, А. Н. Вертикальная миграция в почве радионуклидов, выпавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС / А. Н. Силантьев, И. Г. Шкуратова, Ц. И. Бобовникова // Атомная энергия.- 1989. — Т. 66, вып. 3. — С. 194-197.
13.Султанбаев, А. С. Содержание урана в почвах и растениях Тянь-Шаня / А. С. Султанбаев, А. Ф. Григорьев // Тр. Киргиз. науч. произв. объединения по земледелию. — Фрунзе, 1977. — вып. 5. — С. 240-250.
14.Титаева, Н. А. Миграция тяжелых естественных радионуклидов в условиях гумидной зоны / Н. А. Титаева, А. И. Таскаев. — Л.: Наука, 1983.— 252 с.
15.Титаева, Н. А. Техногенная геохимия урана, тория и радия // Проблемы радиогеохимии и космологии— М.: Наука, 1991.
Статья поступила в редколлегию 17.05.07
УДК 504.054:574.3
Т.М. Майманова, О.В. Кузнецова, Д.В. Бикбаев
СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЛИСТЬЯХ ТОПОЛЕЙ, РАСТУЩИХ ВДОЛЬ ЧУЙСКОГО ТРАКТА
Исследование интенсивности и специфики загрязнения окружающей среды является актуальной проблемой настоящего времени. Индикационное значение растений, проявляющееся в биогеохимических ответных реакциях на загрязнения поллю-тантами атмосферы, воды и почв, дает возможность своевременно выявить очаги экологической напряженности. Растительный покров региона исследований испытывает загрязнения тяжелыми металлами в результате функционирования автотранспорта, поток которого постоянно возрастает в связи с развитием туризма в Республике Алтай. В работе изучено накопление тяжелых металлов в листьях молодых и старых тополей, растущих вдоль Чуйского тракта.
Таблица 1
Основные биогеохимические свойства тяжелых металлов [1]
Свойства Си гп Сс1 РЬ
Биохимическая активность В В В В
Токсичность У У В В
Обогащение глобальных аэрозолей В В В В
Минеральная форма распространения Н Н В В
Органическая форма распространения У У В В
Подвижность У У В В
Тенденция к биоконцентрированию У У В В
Эффективность накопления В В В В
Комплексообразующая способность В В У У
Склонность к гидролизу В В У У
Растворимость В В В В
Время жизни В В Н Н
В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят свыше 40 химических элементов таблицы Д.И. Менделеева с атомным весом более 50 атомных единиц массы.
По классификации Н.Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см3.
Способность тяжелых металлов катализировать многочисленные органические и неорганические реакции, по-видимому, одна из самых главных характеристик данного класса в вопросе сохранения окружающей природной среды. Это свойство тяжелых металлов к катализу химических реакций в биосфере делает практически непредсказуемым характер экологической опасности.
Определенная аналогия биогеохимических свойств некоторых тяжелых металлов позволила сгруппировать их и выявить общие закономерности токсикологического воздействия на окружающую среду (табл. 1).
Отличие тяжелых металлов от многих других загрязняющих веществ состоит в том, что к ним в принципе не применимо понятие «самоочищение». В итоге процессов миграции и рассеяния происходит необратимое увеличение концентраций металла в объектах окружающей среды.
Из изученных металлов к особотоксичным относятся кадмий, свинец и цинк, к токсичным — медь, хотя в то же время цинк и медь являются необходимыми микроэлементами, и токсичность их определяется концентрацией в исследуемых объектах.
Целью исследования явилась оценка содержания приоритетных элементов-токсикантов в листьях тополя (листья тополя обладают высокой поглотительной способностью, что способствует очищению территории вдоль автодорог), растущего вдоль Чуйского тракта. Объектами исследования являлись листья взрослых и молодых деревьев.
Сбор листьев осуществлялся с 31.06 по 31.08 2004 г. и с 1.08 по 31.08 2006 г. Половина листьев была промыта от пыли проточной водой для того, чтобы изучить, поглощаются ли элементы из воздуха. Затем измельченные высушенные листья были озолены и подвергнуты экстракции. Определение тяжелых металлов проведено вольтамперометрическим методом. В результате исследований были получены следующие данные (табл.2, 3).
При сравнении данных 2004 г с 2006 г наблюдается значительное увеличение содержания изучаемых металлов в объектах исследования. Содержание кадмия и особенно свинца повысилось на целый порядок, что свидетельствует об увеличении автомобильных выбросов.
В течение летнего периода проводился подсчет проезжающих автомобилей по Чуйскому тракту в районе исследований (с. Березовка). За 3 часа по тракту проезжает в среднем 200 машин (в будние дни) и более 300 — в выходные.
Содержание тяжелых металлов в листьях тополя сопоставимо с численностью автотранспорта, проходящему по тракту. Увеличение потока машин в конце августа по сравнению с началом этого месяца отразилось на концентрации элементов в исследуемых объектах (табл. 3).
В литературе [2] приводятся данные по среднему содержанию свинца, меди, кадмия и цинка в растительных пищевых продуктах и зерне злаковых культур (табл. 4).
По сравнению с данными А. Кабаты-Пендиас обнаружено более высокое содержание кадмия и свинца в исследуемых растениях, в двух случаях — меди, концентрация цинка в изученных образцах меньше, чем приведенные в литературе.
Примечание: В— высокая, У— умеренная, Н— низкая
Таблица 2
Содержание тяжелых металлов в образцах 2004 г.
Таблица 3
Содержание тяжелых металлов в образцах 2006 г.
Таблица 4
Среднее содержание цинка, кадмии, свинца и меди в растительных пищевых продуктах (мг/кг сухой массы) [2]
Растение гп Сс РЬ Си
Кукуруза сахарная (зерно) 25 0,006 0,88 1,4
Фасоль (стручки) 32 0,29 0,7-2 5,1
Капуста (листья) 24 0,05 0,5-3 2,9-4
Салат-латук 73 0,4-0,66 0,7-3,6 6-8,1
Морковь (корнеплоды) 21-27 0,07-0,35 0,5-3 4-8,4
Свекла (корнеплоды) 28-45 0,7-2 5-8,1
Картофель (клубни) 10-26 0,03-0,3 0,5-3 3-6,6
Объект Содержание тяжелых металлов, мг/кг
гп Сс РЬ Си
Взрослый тополь (чистые листья) 0,206 0,0412 0,0103 2,7
Взрослый тополь (немытые листья) 17 0,0606 0,0302 7,93
Молодой тополь (чистые листья) 6 0,0256 0,145 5,21
Молодой тополь (немытые листья) 23 0,0567 0,619 12,71
Объект Содержание тяжелых
металлов, мг/кг
гп Сс РЬ Си
1 августа 2006 г.
Взрослый тополь (чистые листья) 6,1 0,1 1,7 1,9
Взрослый тополь (немытые листья) 6,7 0,14 3,5 13,8
Молодой тополь (чистые листья) 3,1 0,3 1,2 1,9
Молодой тополь (немытые листья) 8,5 0,4 2,1 4,8
31 августа 2006 г.
Взрослый тополь (чистые листья) 4,0 0,11 2,0 3,5
Взрослый тополь (немытые листья) 5,4 0,19 2,6 12
Молодой тополь (чистые листья) 2,9 0,1 3,1 1,5
Молодой тополь (немытые листья) 32 0,8 3,2 3,2
Наибольшее содержание тяжелых металлов обнаружено в немытых листьях. Наличие этих элементов обусловлено содержанием их в пыли, которая оседает на листьях.
В изученных растениях содержание тяжелых металлов не превышает ПДК, хотя у молодых тополей
концентрации исследованных элементов близки к этому. Т.к. с каждым годом возрастает поток автотранспорта, такие исследования необходимы для того, чтобы можно было предупредить нежелательные экологические последствия.
Библиографический список
1. Алексеенко, В.А. Экологическая геохимия. — М.: Логос, 2000. — 626 с.
2. Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас. — М.: Мир, 1989. — 440 с.
Статья поступила в редколлегию 17.05.07
УДК 551.583.1
М.Г. Сухова, Т.Д. Модина
СОВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ВОЗДУХА И РЕЖИМА УВЛАЖНЕНИЯ НА АЛТАЕ, КАК ПРОЯВЛЕНИЕ РЕГИОНАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Рассмотрен региональный аспект проблемы современного изменения климата на примере Алтая. Проанализирована динамика и направленность изменений температуры воздуха и количества осадков за период с 1961 по 2005 годы.
В последние десятилетия исключительно большое внимание уделяется проблеме глобального изменения климата. В настоящее время установлено, что глобальный климат Земли за последние 500 тыс. лет колебался с главным 100000-летним циклом, включающим периоды ледниковых эпох и более коротких межледниковий с длительностью около 10000 лет [1]. Размах колебаний температуры в голоцене (последние 10000 лет) составил 6°С, а после климатического оптимума, который имел место примерно 6,5 тысяч лет назад, когда температура была на 2°С выше современной, она приобрела глобальную тенденцию к понижению, продолжающуюся и сейчас. Это понижение, как и во все предыдущие периоды, не монотонно, а имеет более короткопериодный колебательный характер, и примерно с 1700 г. (минимум малого ледникового периода) наблюдается временное повышение температуры [2]. Начиная с 80-х годов XX в. отмечается почти линейный рост аномалий глобальной температуры. Наибольшая аномалия наблюдается в Западной и в Восточной Сибири, зимой она превышает в 1,5-2,5 раза значения глобальной аномалии. Данные 455 метеостанций России показали, что повышение температуры с 1901 по 2005 год в среднем составляет 1°С на 100 лет, в холодный период 1,4°С на 100 лет, в теплый 0,4°С на 100 лет [3].
Однако до сих пор не существует единой точки зрения о причинах современного изменения климата. Так, в многочисленных отечественных и зарубежных публикациях доминирует утверждение, о том, что глобальное потепление вызвано ростом концентрации углекислого газа в атмосфере [4-6].
В тоже время существует и мнение о том, что техногенное воздействие на природу еще не достигло тех масштабов, которые могли бы вызвать колебания климата. Гораздо сильнее влияют ориентация Земли в космическом пространстве и солнечная активность [7-10]. Изменение солнечной активности отражается на состоянии общей циркуляции атмосферы и океана [7, 11]. В годы максимума солнечной активности усиливается общая циркуляция атмосферы, чаще происходит смена теплых и холодных воздушных масс.
По нашему мнению говорить о «глобальное изменение климата», можно лишь конкретизируя, в каком месте, в какое время, и уточнив, что именно подразумевается под этим термином. Ведь потепление, наблюдаемое в ХХ-ХХ1 вв., затронуло лишь приземный слой атмосферы, в то время как в верхних слоях происходит похолодание [2, 15].
Целью наших исследований является изучение особенностей регионального проявления изменения климата на Алтае. Этот вопрос имеет предельную остроту, вследствие как своей жизненной важности, так и большой сложности. Нами проанализированы данные метеостанций Алтая, расположенных в различных физикогеографических условиях, за период с 1961 по 2005 годы (рис. 1-3). Метеостанция Кызыл-Озек находится в Северном Алтае (Ь 330 м), Усть-Кан расположена в Канской котловине Центрального Алтая (Ь 1037 м), Кош-Агач находится в высокогорной Чуйской котловине Юго-Восточного Алтая (Ь 1758 м). Для статистического анализа на наличие тренда принимались значения средних температурных отклонений по пятилетним периодам, вычисленные за климатические сезоны: зима — с ноября по март, весна — апрель, май, лето — с июня по август, осень — сентябрь, октябрь.
В результате оценки вероятности тренда за 55-летний период установлено, что на Алтае отмечается значительный положительный тренд высокой обеспеченности. Повышение температуры относительно климатической нормы существует во все сезоны, но наиболее значительно в зимний и весенний.
Зависимость термических условий сезонов от особенностей общециркуляционных процессов рассмотрена на примере периода с 2001 по 2005 годы. В течение указанных пяти лет (2001-2005 гг.) отчетливо видно, что на фоне потепления климата наблюдается значительная изменчивость в термическом режиме сезонов, особенно в зимний период. Наиболее тёплой и поздней была зима 2001-2002 года. На значительной территории в долинах и котловинах низкогорий и среднегорий только в середине ноября средняя суточная температура перешла через 0°С. В начале декабря сформировался Азиатский
